83
1 Izomeria isos - taki sam meros -części Izomery – związki, które zawierają taką samą liczbę i rodzaj atomów w cząsteczce, ale różnią się sposobem ułożenia tych atomów. Mają taki sam wzór sumaryczny. C 6 H 12 O 6 - np. glukoza i fruktoza C 3 H 6 O 3 – np. aldehyd glicerynowy i kwas mlekowy

isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

1

Izomeria

isos - taki sam meros -części

Izomery – związki, które zawierają taką samą liczbę i rodzaj atomów w cząsteczce, ale różnią się sposobem ułożenia tych atomów.

Mają taki sam wzór sumaryczny.C6H12O6 - np. glukoza i fruktoza

C3H6O3 – np. aldehyd glicerynowy i kwas mlekowy

Page 2: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

2

Izomeria

konstytucyjna przestrzenna(strukturalna) (stereoizomeria)

atomy różnie te same atomy takpołączone ze sobą samo połączone

związki różnią siękolejnością i sposobem połączenia atomów

związki różnią się tylko sposobem rozmieszczenia atomów w przestrzeni (przy identycznej kolejności łączenia się atomów)

Page 3: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

3

Izomeria konstytucyjna :– izomeria szkieletowa

(różne szkielety węglowe ta sama grupa funkcyjna)

wszędzie alkohol 1o

C C C C C C OH C C C C CC

OH C C C CC

COH

Page 4: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

4

Izomeria konstytucyjna :– izomeria szkieletowa

(różne szkielety węglowe ta sama grupa funkcyjna)

butan 2-metylopropan

cykloheksan metylocyklopentan 1,3-dimetylocyklobutan

C4H10

C6H12

Page 5: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

5

Izomeria konstytucyjna :

-izomeria pozycyjna(ten sam szkielet węglowy

różne położenie tej samej grupy funkcyjnej)

1-heksanol 2-heksanol 3-heksanol

C C C C C C OH C C C C C COH

C C C C C COH

Page 6: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

6

C5H11Br

3-bromopentan

5 4 3 2 1CH3CH2CH2CH2CH2Br

1-bromopentan

Br

2345 1CH3CH2CH2CHCH3

Br2-bromopentan

Br

2345 1CH3CH2CHCH2CH3

Br

Br

Page 7: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

7

5 4 3 21

Cl OHOHCl

54 3 2 1

C5H11ClO

6 5 4 3 2 1

65 4 3 2

1

O

OC6H12O

2-heksanon 3-heksanon

5-chloropentan-1-ol 3-chloropentan-1-ol

Page 8: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

8

Izomeria konstytucyjna :

-izomeria grup funkcyjnych( różne grupy funkcyjne)

CH3CH2OH CH3OCH3alkohol eter

CH3CH2CHO CH3COCH3

aldehyd keton

HCOOCH3CH3COOH

kwas ester

Page 9: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

9

Mamy wzór sumaryczny C6H14ONarysujmy izomery konstytucyjne odpowiadające temu wzorowi:

a) szkieletoweb) pozycyjnec) grup funkcyjnych

W celu ułatwienia sobie zadania korzystnie jest obliczyć tzw. stopień nienasycenia, wskazujący ile wiązań wielokrotnych lub

układów cyklicznych znajduje się w związku.

n ( czyli stopień nienasycenia) = (2 + 2C +N - I) : 2

gdzie C oznacza liczbę atomów węgla we wzorze związkuN oznacza liczbę atomów azotuI oznacza liczbę wszystkich (łącznie) atomów jednowiązanych,

czyli tworzących jedno wiązanie (są to wodór H i chlorowce Cl, F, Br, I)

Page 10: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

10

Dla związku o wzorze sumarycznym C6H14On = (2 + 2C +N - I) : 2

n = (2 + 2 x 6 + 0 -14) : 2 = (2 + 12 -14) : 2 = 0

Jeżeli stopień nienasycenia wynosi 0to znaczy, że między atomami w tym związku występują

tylko wiązania pojedyncze i nie ma w nim układów cyklicznych.

Określenie izomery oznacza, że są przynajmniej dwazwiązki o tym samym wzorze sumarycznym.

Page 11: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

11

Izomery szkieletowe dla związku o wzorze sumarycznym C6H14O

6

5

4

3

2

1OH

5 4 3

2

1OH

5 43 2

1OH

5 4 3 2 1OH

OH OHOH12

34

Wszystkie te izomery posiadają grupę OH na końcu łańcucha połączoną z grupą CH2 .

Są to 1o alkohole

Dla alkoholu 1o

Page 12: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

12

Izomery pozycyjne dla związku o wzorze sumarycznym C6H14OSą to izomery różniące się położeniem grupy funkcyjnej, ale posiadające ten sam szkielet węglowy, czyli:

OH12345

6OH

123456OH

12345

6

I II III

1-heksanol 2-heksanol 3-heksanol

Page 13: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

13

Oczywiście można narysować izomery pozycyjne innych (podanych poprzednio) izomerów szkieletowych.

Jeżeli jednak narysujemy różne szkielety węglowe i różnie umieścimy grupę funkcyjną –OH, to otrzymamy izomery,

które będą równocześnie izomerami szkieletowymi i pozycyjnymi.

OH

OH

1234

56

1

2

3

4

łańcuch 4-o węglowyrozgałęziony

grupa –OH przy C12,2-dimetylo-1-butanol

łańcuch 6-o węglowynierozgałęziony

grupa –OH przy C33-heksanol

Page 14: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

14

Narysowane izomeryczne etery, są względem siebie izomerami pozycyjnymi

Izomery grup funkcyjnych dla związku o wzorze sumarycznym C6H14O

eter alkohol

każdy z 3 eterów jest izomerem alkoholu

OHO

O

O

Page 15: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

15

C5H10O

Najpierw stopień nienasycenia:

n = (2 + 2C +N - I) : 2

n = (2 + 2 x 5 + 0 – 10) : 2 = 1

Stopień nienasycenia = 1 oznacza, że w związku występuje albo jedno wiązanie podwójne pomiędzy atomami C=C lub C=O,albo układ pierścienia nasyconego.

Page 16: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

16

Ponieważ podwójne wiązanie może występowaćpomiędzy atomami węgla C=C

lub pomiędzy węglem a tlenem C=Omożliwe są więc związki należące do

rodziny alkenów (zawierające dodatkowo grupę -OH, lub grupę eterową z uwagi na obecność tlenu ),

lub do rodziny związków karbonylowych(aldehydy lub ketony).

Kolejną możliwością są związki zawierające układ pierścienia nasyconego z grupą -OH lub eterową.

Page 17: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

17

CH2 CHCH2CH2CH2OH

C5H10O

przykładowy nienasycony alkohol

CH2 CHCH2 O CH2CH3 przykładowy nienasycony eter

przykładowy nasycony alkohol zawiera układ cykliczny

O

przykładowy nasycony eter zawiera układ cykliczny

CH3CH2CCH2CH3

OCH3CH2CH2CH2CHO

przykładowy aldehyd przykładowy keton

związki karbonylowe

CH2OHx

Page 18: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

18

Dla każdego z narysowanych związków można napisać wzoryprzynajmniej jednego izomeru szkieletowego i izomeru

pozycyjnego.

Wszystkie natomiast napisane związki są w stosunku do siebie izomerami grup funkcyjnych

CH2 CHCH2CH2CH2OH CH2 CHCHCH2OHCH3

Izomery szkieletowe:

Izomery pozycyjne:

CHCHCHCH3OH

CH2CH2 CHCH2CH2CH2OH

Page 19: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

19

Izomeria przestrzenna:

- izomeria geometryczna

( w wyniku zahamowania rotacji wokół wiązania węgiel - węgiel)

np.: w cykloalkanach (C-C) – izomeria cis- ; trans-

cis- trans-

BrBr

Br

Br

w alkenach (C=C) – izomeria E, Z

CCH3

HC

CH3

HC

CH3

HC

H

CH3

E Z

Page 20: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

20

Izomeria przestrzenna:

-izomeria optyczna

(wynikająca z przestrzennej tetraedrycznej konfiguracji atomu węgla sp3 ) – izomeria R, S.

COOH

HOH

CH3

C C

COOH

H3C OHH

R S

Page 21: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

21

Izomeria przestrzenna:

-izomeria konformacyjna

(wynikająca z rotacji wokół wiązania C-C)

CH3

CH3 CH3

CH3

CH3

CH3

rotacja wokół C2-C3 w butanie

konformerycykloheksanu Cl

Cl

Page 22: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

22

Budowa związków organicznych a ich wybrane właściwości fizyczne.

Omawiając poszczególne klasy związków należy zwrócićuwagę nie tylko na ich reakcje, lecz również na ich właściwości fizyczne, stan skupienia, temperatura wrzenia, rozpuszczalność czy wspomniany już moment dipolowy.

Powyższe właściwości wynikają bowiem ze struktury cząsteczek związku, a ściślej mówiąc rodzaju atomów (a więc np. ich elektroujemności) i rodzajów wiązań – obecności wiązań spolaryzowanych, kształtu cząsteczki (np. budowa symetryczna powoduje znoszenie momentów dipolowych cząsteczki).

Page 23: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

23

Budowa związków organicznych a ich wybrane właściwości fizyczne.

Oddziaływania międzycząsteczkowe

siły Van der Waalsa (dipol chwilowy-dipol indukowany)oddziaływania dipol-dipolwiązania wodoroweoddziaływania jon – dipoloddziaływania jon-jon

wzrost

siły oddziaływań

międzycząsteczkowych

Page 24: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

24

1. Siły Van der Waals’a (najsłabsze) –dipol chwilowy – dipol indukowany

oddziaływania charakterystyczne dla wszystkich cząsteczek (dotyczą nawet gazów szlachetnych), wynikają z ruchu elektronów w atomach tworzących cząsteczki ruch elektronów powoduje zmiany gęstości elektronowej w różnych regionach cząsteczki zmiany gęstości elektronowej w różnych regionach cząsteczki – sąprzyczyną powstawania chwilowych dipolipowstające chwilowo dipole generują (indukują) w sąsiednich blisko położonych cząsteczkach dipole o ładunkach przeciwnych w stosunku do istniejących chwilowych dipoli stały ruch elektronów ciągle zmienia ułożenie powstających chwilowych dipoli Siły Van der Waalsa są siłami o bardzo krótkim zasięgu.

Oddziaływania międzycząsteczkowe

Page 25: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

25

1. Siły Van der Waals’a (najsłabsze) –dipol chwilowy – dipol indukowany

Oddziaływania międzycząsteczkowe

dipolchwilowy

dipolindukowany

Page 26: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

26

2. Oddziaływania dipol – dipolOddziaływania trwały dipol- trwały dipol są silniejsze od

oddziaływań van der WaalsaTemperatura wrzenia związków o budowie dipolowej

jest wyższa od temperatury wrzenia związków, które nie mająwiązań spolaryzowanych i nie są obdarzone momentem

dipolowym(dotyczy związków o identycznej lub zbliżonej masie molowej).

µ ≠ 0 masa molowa 58g/moltemp. wrzenia 560C

µ = 0masa molowa 56g/moltemp. wrzenia 0,50C

butanpropanonCH3CH2CH2CH3

CH3C

O

CH3

Page 27: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

27

3. Wiązania wodorowe (21 kJ/mol, 5 kcal/mol)

F-H

O-H F ; O ; N

N-H

Wiązanie H-F występujące w fluorowodorze nie dotyczy związków organicznych.

Wiązanie wodorowe w chemii związków organicznych tworzązwiązki posiadające:

atom wodoru związany z atomem tlenu(np. alkohole lub kwasy karboksylowe)

oraz atomy wodoru związane z atomem azotu

(np. aminy i amidy).

Page 28: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

28

Związek zawierający O lub N –akceptor wiązania wodorowego.

Związek zawierający O-H lub N-H –donor i akceptor wiązania wodorowego.

Page 29: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

29

OH H

OH H

OH H

OH H

OH H

OH H

OH H

OH H

H2Odonor

i akceptorH

O H

H O H

H O H

wiązania wodorowe

ciecz zasocjowana

Page 30: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

30

H

H

OH H

105o

H2O

Masa cząsteczkowa H2O = 18 g/mol t.wrz. = 100oC

C2H6 = 30 g/mol t.wrz. = - 88,6oC

Page 31: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

31

NH3 – donor i akceptor wiązania wodorowego

N H H

H

N H

HH N

H

H

H

wiązania wodorowe

Page 32: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

32

Związki organiczne zawierające tlen zdolne do tworzenia wiązań wodorowych

alkohole kwasy karboksylowenp. np

CH3OH HCOOHciecz zasocjowana dimery

donory i akceptory

wiązanie wodorowe

H3C O H

H3C O H

CHO

HOHC

O

OH

wiązanie wodorowe

wiązanie wodorowe

Page 33: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

33

OH CH3

OH CH3

OCH3 H

OH CH3

OCH3 H

OCH3 H

OH CH3

OCH3 H

CH3OH

Masa cząsteczkowa CH3OH = 32 g/mol t.wrz. = 67oC

C2H6 = 30 g/mol t.wrz. = - 88,6oC

ciecz zasocjowana

Page 34: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

34

Związki organiczne zawierające azot w cząsteczce tworzące wiązania wodorowe

Aminy RNH2 – donory i akceptorynp. CH3NH2 metyloamina

N H H

N H

HN

H

H

wiązania wodoroweH3C

H3CCH3

Page 35: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

35

Związki organiczne zawierające azot w cząsteczce tworzące wiązania wodorowe

N H

N H N

CH3

wiązania wodoroweH3C

H3CCH3

CH3

CH3

H

trimetyloamina (CH3)3 N - nie tworzy wiązań wodorowych, bo nie posiada atomów wodoru związanych z atomem azotu

Aminy R2NH - donory i akceptorynp. (CH3)2 NH2 dimetyloamina

Page 36: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

36

Związki organiczne zawierające azot w cząsteczce tworzące wiązania wodorowe

Aminy R3N - akceptory wiązania wodorowego

np. trimetyloamina (CH3)3 N - nie tworzy wiązańwodorowych między swoimi cząsteczami (gdyż nie posiada atomów wodoru związanych z atomem azotu) ale może byćakcetorem wiązania wodorowego

CH3 OH

N CH3

CH3CH3

donor

akceptor

Page 37: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

37

Związki organiczne zawierające azot w cząsteczce tworzące wiązania wodorowe

Amidy RCONH2 - donory i akceptorynp. HCONH2 metanoamid (formamid)

HCO

NH

HCH

NH

H

O

wiązanie wodorowe

Page 38: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

38

Wiązania wodorowe między różnymi cząsteczkami

CH3OH + NH3

OH CH3

OH CH3

NHHH

NH

HH N

HH

HN

HH

H

NHHH

OCH3 H

OH CH3

OCH3 H

OH CH3

OH CH3

NHHH

OCH3 H

NH

HH

Page 39: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

39

Wiązania wodorowe między różnymi cząsteczkami

CH3OH + NH3 + H2O

OH CH3

OH CH3

NHHH

NH

HH

OH H

OH H

OH CH3

NH

HH

NH

HH

OH H

OH CH3

OH H

Wszystkie te wiązania występują w roztworze.

Page 40: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

40

CH3COOH HCOOCH3kwas octowy mrówczan metylu(kwas etanowy) (metanian metylu)tworzy wiązania wodorowe nie tworzy wiązań wodorowych

(brak atomów H związanych z atomem tlenu)

donor i akceptor tylko akceptoroba związki - ta sama masa molowa 60 g/mol

izomery grup funkcyjnycht.w. 118,5 0C t.w. 31,5 0C

Porównanie temperatury wrzenia związkówzdolnych i niezdolnych do tworzenia wiązań wodorowych

(między tymi samymi cząsteczkami)

Page 41: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

41

CH3CH2COOH CH3COOC2H5kwas propanowy octan metylu (etanian metylu)tworzy wiązania wodorowe nie tworzy wiązań wodorowychdonor i akceptor tylko akceptor

oba związki ta sama masa molowa 74 g/molizomery grup funkcyjnych

t.w. 141 0C t.w. 57,5 0C

Porównanie temperatury wrzenia związkówzdolnych i niezdolnych do tworzenia wiązań wodorowych

Page 42: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

42

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2OCH2CH3

1-butanol eter dietylowytworzy wiązania wodorowe nie tworzy wiązań

wodorowychdonor i akceptor tylko akceptor

oba związki ta sama masa molowa 74 g/molizomery grup funkcyjnych

t.w. 118 0C 34,50C

Porównanie temperatury wrzenia związkówzdolnych i niezdolnych do tworzenia wiązań wodorowych

Page 43: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

43

4. Oddziaływania jon – dipol

5. Oddziaływania jon – jon

Związki o budowie jonowej (typowym przykładem są tu sole nieorganiczne) mają zazwyczaj bardzo wysokie temperatury

wrzenia i topnienia

(np. NaCl MNaCl = 58,5 g/mol t.t. = 801oC t.w. = 1413oC)

wiąże się to z faktem, że podczas przemian fazowych zachodzi konieczność przezwyciężenia bardzo silnych oddziaływań

elektrostatycznych między istniejącymi w sieci krystalicznej jonami.

C4H10 wiązania kowalencyjne i oddziaływania van der Waals’a

Mbutan = 58 g/mol t.t. = -138oC t.w. = 0,5oC

Page 44: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

44

5. Oddziaływania jon – jonDominująca większość związków omawianych w

kursie chemii organicznej ma budowę niejonową. Do substancji organicznych o budowie jonowej

można zaliczyć:sole kwasów organicznych sole zasad organicznych , czyli amin sole wewnętrzne tzw. „zwitterjony” czyli aminokwasy

sole kwasów organicznych

CH3COO Naoctan soduetanian sodu

sole amin

CH3CH2NH3 Clchlorowodorek

etyloaminy

H2NCH2COOHaminokwas

H3NCH2COObardziej prawidłowy zapis

Page 45: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

45

Węglowodory nierozgałęzioneCH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14

-162 -89 -42 +0,5 +36 +69temp. wrzenia (0C)

wzrost temperatury wrzenia

Powyższa prawidłowość dotyczy wszystkich związków o tej samej grupie funkcyjnej należących do tego samego szeregu

homologicznego

CH3Cl CH3CH2Cl CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2Clwzrost temperatury wrzenia

CH3OH CH3CH2OH CH3CH2CH2OH CH3(CH2)2CH2OHwzrost temperatury wrzenia

Page 46: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

46

Analogicznie na wzrost temperatury wrzenia wpływa wprowadzenie zamiast kolejnych atomów wodoru atomów

pierwiastka o większej masie atomowej

CH4 CH3Cl CH2Cl2 CCl4

wzrost temperatury wrzenia

Taki sam efekt wywołuje zastąpienie pierwiastka o mniejszej masie atomowej pierwiastkiem o większej masie

atomowej

CH4 CH3Cl CH3Br CH3I

wzrost temperatury wrzenia

Page 47: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

47

Zasada generalna –w danej klasie związków w miarę wzrostu masy molowej

(wynikającej ze wzrostu długości łańcucha węglowego,

lubzastąpienia atomu chlorowca o niższej masie atomowej atomem chlorowca o wyższej masie atomowej,

lub teżzastępowania kolejnych atomów wodoru w łańcuchu węglowym przez atomy o wyższej masie atomowej )

rośnie temperatura wrzenia.

Page 48: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

48

Wpływ rozgałęzienia łańcucha węglowego na temperaturę wrzenia

C5H12 masa molowa 72 g/molIzomery:

+ 36 +28 +9

temp. wrzenia (0C)

Im bardziej rozgałęziony szkielettym niższa temperatura wrzenia

Page 49: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

49

C4H9OH masa molowa 74 g/mol

1-butanol

OH

2-metylo-2-propanol

OH

temp.wrzenia +1180 C temp.wrzenia +830 C

Im bardziej rozgałęziony szkielettym niższa temperatura wrzenia

CH3CH2CH2CH2OHC CH3

CH3

OHCH3

Page 50: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

50

Rozgałęzienie łańcucha węglowego dla związków należących

do tej samej klasy i o tej samej masie molowej (czyli dotyczy izomerów)

powoduje obniżenie temperatury wrzenia.

Page 51: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

51

butan propanon 1- propanol kwas etanowymasa molowa58 g/mol 58 g/mol 60 g/mol 60g/mol

Siły dipol wiązanie wiązanieVan der Waalsa wodorowe wodorowe

t.wrz.0,5 oC 56 oC 97 oC 118,5 oC

wzrost temperatury wrzenia

(masy molowe zbliżone - istotne różnice temperatur wrzenia)

Przykłady wpływu budowy związków na temperaturę wrzenia

Page 52: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

52

Rozpuszczalność

Substancje mieszają się ze sobą całkowicie lub też substancja rozpuszczana rozpuszcza się w rozpuszczalniku, jeżeli suma

międzycząsteczkowych oddziaływań przyciągającychpo zmieszaniu jest równa lub większa niż przed zmieszaniem.

Jeżeli w wyniku rozpuszczenia zachodzi tylko niewielka zmiana oddziaływań przyciągających, to

substancje będą mieszać się bez przeszkód.Jest to podstawą reguły

„podobny rozpuszcza się w podobnym”.Heksan i benzen, których cząsteczki nie mają trwałych

momentów dipolowych, łatwo się mieszają ze sobą, ponieważsiły przyciągające van der Waalsa działają w obu przypadkach

zarówno przed, jak i po zmieszaniu.

Page 53: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

53

Ani heksan ani benzen nie rozpuszczają się w wodzie, bo gdyby to nastąpiło (rozpuszczenie), pewna liczba wiązańwodorowych między cząsteczkami wody musiałaby zostaćutracona, a nic nie kompensowałoby tej straty.

Propanon (aceton), w którym przed rozpuszczeniem występują oddziaływania przyciągające dipol-dipol, rozpuszcza się w wodzie dzięki możliwości tworzenia nowych wiązań wodorowych po zmieszaniu z wodą.

Krótkołańcuchowe alkohole i kwasy karboksylowe, powiązane wiązaniami wodorowymi przed rozpuszczeniem,

rozpuszczają się w wodzie.Bilansują się tu dwa efekty:

efekt „rozpuszczalnego” końca -CH2OH, -COOH (hydrofilowego – tworzenie wiązań wodorowych)

i efekt : nierozpuszczalnego” końca –CH2(CH2)nCH3hydrofobowego

Page 54: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

54

ładunek formalny = liczba elektronów

walencyjnych w wolnymatomie

liczba elektronówwalencyjnych w atomie

związanym_

ładunek formalny =( numer grupy - 10 ) – liczba wiązań – liczba elektronów niewiążących

Ładunek formalny

C 4 – 3 = +1 C

C 4 – 3 – 1 = 0

C 4 – 3 – 2 = -1 C

C

Page 55: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

55

C C C C

4 – 4 = 0

Page 56: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

56

N 5 – 4 = +1

NH HH

HNH4

+

N

(CH3)4N Br BrNCH3 CH3CH3

CH3

Page 57: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

57

5 - 3 - 2 = 0N

x

x

NH3 NH HH

x

(CH3)3N NCH3 CH3CH3

Page 58: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

58

5 - 2 – 4 = -1 N

5 - 3 - 2 = 0

N N N 5 – 4 = +1

Nx

x

NN

N N N

NH2

x

NCH3 C(CH3)2 xN CCH3NCH3 O

(CH3)2N

Page 59: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

59

6 - 2 - 4 = 0

O 6 – 2 – 4 = 0

CCH3

CH3O

x

Ox

OCH3 CH3OCH3 HOH H

Page 60: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

60

O 6 – 3 – 2 = +1 O CCH3

CH3O H

6 – 3 – 2 = +1 O

OH HH

H3O+

OCH3 HH

CH3OH2+ OCH3 CH3

H

x

O

Page 61: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

61

x

O 6 – 1 – 6 = -1 O

HO- OH

CH3O- OCH3

Page 62: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

62

REZONANS

CO32-

Jak rysować strukturę CO32- ?

Liczymy ilość elektronów walencyjnych:

C 4 elektrony walencyjne

O 6 elektronów walencyjnych

Ładunek 2- czyli 2 elektrony

W sumie 4 + (3 x 6) +2 = 24 elektrony czyli 12 par elektronowych

Łączymy atomy pojedynczymi wiązaniami:

CO

OO

Page 63: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

63

CO

OO

Zużyliśmy 3 pary zostało nam 9 par.

Jak z regułą oktetu?

C ma tylko 6 elektronów.

Dodajmy jedno wiązanie:

CO

OO

C ma teraz wokół siebie 8 elektronów.

Zużyliśmy 4 pary, zostało nam 8 par i umieszczamy je na tlenach tak aby spełniona była reguła oktetu:

CO

OO

Page 64: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

64

CO OO

REZONANS

COOO

COOO

CO32-

CO OO 1

2

3

CO OO ładunek na O (3) = 6 - 1 - 6 = -1

ładunek na O (2) = 6 - 1 - 6 = -1ładunek na O (1) = 6 - 2 - 4 = 0

Page 65: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

65

COOOCO O

O COOO

Wszystkie te struktury są w rzeczywistości równocenne.

Żaden ze wzorów strukturalnych Kekulégo jonu węglanowego nie jest sam w sobie poprawny.

Prawdziwy wzór strukturalny jest wypadkową tych trzech wzorów.

Te wzory strukturalne Kekulégo noszą nazwę struktur rezonansowych lub struktur mezomerycznych.

Mówimy, że jon węglanowy jest hybrydą rezonansową trzech struktur rezonansowych.

REZONANS

Page 66: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

66

Wzajemną relację między wszystkimi strukturami rezonansowymi zaznacza strzałka z dwoma grotami

wstawiona między nimi, a wszystkie wzory (struktury) ujmuje się w nawias kwadratowy.

COOOCO O

O COOO

Page 67: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

67

COOOCO O

O COOO

Jedyna różnica pomiędzy strukturami rezonasowymipolega na różnym rozmieszczeniu elektronów wiązania podwójnego π i elektronów niewiążących.

Same atomy znajdują się dokładnie w tych samych miejscach we wszystkich strukturach.Nie zmienia się układ wiązań pojedynczych.

Nie można rozdzielać par elektronowych, jeżeli w strukturze Lewisa nie było niesparowanych elektronów, czyli struktura ta nie była rodnikiem.

Nieprawdopodobna jest struktura, w której sąsiadująze sobą dwa jednoimienne ładunki (np. + obok +)

Page 68: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

68

COOOCO O

O COOO

CO OO

CO OO

Każda struktura rezonansowa musi być zgodna ze wzorami Lewisa (Kekulégo) (musi spełniać zasady walencyjności).

6 el. na C 10 el. na C

CO OO CO O

O

Page 69: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

69

COOOCO O

O COOO

Indywidualne struktury rezonansowe nie są realne, lecz urojone. Prawdziwa struktura cząsteczki jest hybrydą rezonansową

różnych struktur.Struktury rezonansowe nie muszą być równocenne.

Bardziej trwałe są struktury o większej liczbie wiązań.Gdy struktury nie są równocenne rzeczywista struktura hybrydy

jest bardziej zbliżona do struktury o niższej energii.Ogólnie, im więcej struktur rezonansowych tym większa

stabilizacja.Hybryda rezonansowa jest trwalsza (ma niższą energię) niż

jakakolwiek pojedyncza struktura rezonansowa.Rezonans prowadzi do wzrostu trwałości układu.

Page 70: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

70

struktura bardziej prawdopodobnazawiera więcej wiązań

ta struktura nie jest możliwa„rozparowano elektrony”

CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2

CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2

Page 71: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

71

Zdelokalizowane wiązania π

3 lub więcej przylegających do siebie orbitali p może się nałożyć, tworząc zbiór orbitali molekularnych, w których pary elektronowe są rozdzielone między więcej niż dwa atomy.W ten sposób tworzą się „zdelokalizowane” wiązania π.Np. anion mrówczanowy można przedstawić jako

CO

OH C

O

OH

ale najlepiej przedstawia go wzór

H C OO

2 zdelokalizowane pary elektronów w obrębie 3 atomów

C-O 0,14nm C=O 0,12nm ; w anionie oba 0,13nm

Page 72: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

72

W benzenie C6H6 6 orbitali p tworzy 3 zdelokalizowaneorbitale wiążące, przy czym każdy z nich jest zajęty przez

1 parę elektronową.Sumaryczny rozkład gęstości elektronowej przypomina

podwójny obwarzanek:

Page 73: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

73

Jeżeli delokalizacja jest wystarczająco rozległa (długi układ wiązań sprzężonych )

Związek uzyskuje zdolność absorpcji energii świetlnej w obszarze widzialnym i staje się związkiem barwnym

β-karoten

sprzężony układ wiązań podwójnych

Page 74: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

74

para elektronów 1 elektronstrzałka strzałka

z pełnym grotem z półgrotem

Rysowanie struktur rezonansowych i mechanizmów reakcji.Zakrzywione strzałkiwskazuję kierunek przemieszczania się elektronówod miejsca początkowego: elektrony π ( wiązania wielokrotne)

niewiążące pary elektronowe (wolne pary )pojedynczy niesparowany elektronwiązanie σ

do końcowej lokalizacji: elektroujemny atomatom z luką elektronowąatom z ładunkiem dodatnim

Page 75: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

75

1. Niewiążąca para elektronowa do sąsiadującego wiązania

A A

2. Wiążąca para elektronowa π do sąsiadującego atomu

AA

3. Wiążąca para elektronowa π do sąsiadującego wiązania

AA

Rysowanie struktur rezonansowych

Page 76: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

76

COOOCO O

O COOO

Page 77: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

77

NO3- N 5e

3xO 3x6= 18eładunek (-) 1eΣ 24e = 12 par

NO

OO N

O

OO N

O

OO

N

O

O

O N

O

O

O

Page 78: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

78

Kation allilowy CH2=CH-CH2+ powstały z propenu

CH2=CH-CH3 poprzez oderwanie anionu H-

CH2 CH CH2CH2 CH CH2 x

Page 79: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

79

Kation guanidynowy - powstały przez protonowanie guanidyny

CH2NNH2

NH2CH2N

NH2

NH2CH2N

NH2

NH2

guanidyna

CHNNH2

NH2+ H+ CH2N

NH2

NH2

x

kation guanidynowy

Page 80: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

80

NCH3

CH3

Cl

Rezonans występuje tylko w tych cząsteczkach lub fragmentach cząsteczek, które są płaskie.

Wymaga tego możliwość nakładania się orbitali, umożliwiająca delokalizację wiązań.

NCH3

CH3

Cl

NCH3

CH3

Cl

NCH3

CH3

Cl

Page 81: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

81

O

NOO

O

NOO

O

NOO

O

NO2

O

NOO

O

NOO

para-nitrofenol – anion fenolanowyOH

NO2

Page 82: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

82

O

NOO

O

NOO

O

NOO

O

NOO

O

NOO

Dla I, II. III i V dodatkowe struktury rezonansowe grupy nitrowej.

Łącznie 9 struktur rezonansowych.

I II III IV V

NOO

NOO

Page 83: isos - taki sam meros -częśwanda_kosinska.users.sggw.pl/mst/Wyklad_2.pdfw alkenach (C=C) – izomeria E, Z C CH3 H C CH3 H C CH3 H C H CH3 EZ 20 Izomeria przestrzenna:-izomeria optyczna

83

CH3 O CH CH CH2

CH3 O CH CH CH2CH3 O CH CH CH2 CH3 O CH CH CH2

CH3 O CH CH CH2 CH3 O CH CH CH2